东华理工大学液压复习题.docx

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东华理工大学液压复习题

24.

1.差动液压缸如图所示，若无杆腔面积A1＝50cm2，有杆腔面积A2＝25cm2,负载F＝27.6×103N，机械效率ηm＝0.92，容积效率ηv＝0.95，试求：

1）供油压力大小；2）当活塞以0.95m/min的速度运动时所需的供油量；3）液压缸的输入功率。

解：

（1）液压缸的供油压力p

（2）所需供油量q（3分）

（3）液压缸的输入功率

6.某液压马达排量VM＝200mL/r，入口压力为9.49MPa，出口压力为0.49MPa，其总效率为ηM＝0.9，容积效率ηMV＝0.92。

当输入流量为22L/min时，试求：

1）液压马达的输出转矩；

2）液压马达的输出转速。

解：

液压马达的输出转矩为

液压马达的转速为

5.如图所示回路，顺序阀调定压力为px＝3MPa，溢流阀调定压力为py＝5MPa，求在下列情况下，A、B点的压力等于多少？

1）液压缸运动时，负载压力pL＝4MPa；

2）负载压力变为1MPa；

3）活塞运动到右端位不动时。

答：

1）pA＝pB＝4MPa；

2）pA＝1MPa；pB＝3MPa

3）pA＝pB＝5MPa

五、分析题（33分）

3．下图所示的三个液压缸的活塞杆直径均为d，活塞直径均为D，已知输入流量为q，压力为p，分析各缸运动件的运动方向及写出推力F和速度v的表达式。

（每小题3分，共9分）

3、（a）左、pπ（D2-d2）/44q/π（D2-d2）

（b）右、pπd2/44q/πd2

（c）右、pπD2/44q/πD2

4．如图所示回路，溢流阀调定压力py=5MPa，忽略管道及换向阀损失。

说明下面的问题：

1）当电磁阀通电、若系统负载无限大时，溢流阀的先导阀口、主阀口各处于什么状态，pk为多少？

2）当电磁阀断电、若系统负载无限大时，溢流阀的先导阀口、主阀口各处于什么状态，pk为多少？

3）当电磁阀断电、若系统压力p=3MPa时，溢流阀的先导阀口、主阀口各处于什么状态，pk为多少？

1）当电磁阀通电、若系统负载无限大时，溢流阀的先导阀口关闭、主阀口全开，pk为0。

2）当电磁阀断电、若系统负载无限大时，溢流阀的先导阀口开启、主阀口开启一定开度，pk为5MPa。

3）当电磁阀通电、若系统压力p=3MPa时，溢流阀的先导阀口关闭、主阀口关闭，pk3MPa。

六、回路分析

1、下图所示液压系统是采用蓄能器实现快速运动的回路，试回答下列问题：

（1）液控顺序阀3何时开启，何时关闭？

（2）单向阀2的作用是什么？

（3）分析活塞向右运动时的进油路线和回油路线。

答：

（1）当蓄能器内的油压达到液控顺序阀3的调定压力时，阀3被打开，使液压泵卸荷。

当蓄能器内的油压低于液控顺序阀3的调定压力时，阀3关闭。

（2）单向阀2的作用是防止液压泵卸荷时蓄能器内的油液向液压泵倒流。

（3）活塞向右运动时：

进油路线为：

液压泵1→单向阀2→换向阀5左位→油缸无杆腔。

蓄能器→换向阀5左位→油缸无杆腔。

回油路线为：

油缸有杆腔→换向阀5左位→油箱。

5、如图所示的液压系统，可以实现快进－工进－快退－停止的工作循环要求。

（1）说出图中标有序号的液压元件的名称。

（2）填出电磁铁动作顺序表。

答：

（1）1－变量泵，2－调速阀，3－二位二通电磁换向阀，4－二位三通电磁换向阀，5－单杆液压缸。

（2）

动作电磁铁

1YA

2YA

3YA

快进

－

＋

＋

工进

＋

＋

－

快退

－

－

＋

停止

－

－

－

6、如图所示的液压系统，可以实现快进－工进－快退－停止的工作循环要求

（1）说出图中标有序号的液压元件的名称。

（2）写出电磁铁动作顺序表。

解：

（1）1－三位四通电磁换向阀，2－调速阀，3－二位三通电磁换向阀

（2）

动作电磁铁

1YA

2YA

3YA

快进

＋

－

－

工进

＋

－

＋

快退

－

＋

＋

停止

－

－

－

10、如图所示的液压回路，要求先夹紧，后进给。

进给缸需实现“快进——工进——快退——停止”这四个工作循环，而后夹紧缸松开。

（1）指出标出数字序号的液压元件名称。

（2）指出液压元件6的中位机能。

（3）列出电磁铁动作顺序表。

（通电“+”，失电“-”）

答：

（1）1－减压阀；2－单向阀；3－二位四通电磁换向阀；4－压力继电器；

5－液压缸；6－三位四通电磁换向阀。

（2）O型。

（3）

1DT

2DT

3DT

4DT

夹紧

－

－

－

－

快进

－

＋

－

＋

工进

－

＋

－

－

快退

－

－

＋

＋

松开

＋

－

－

－

19、如图所示液压系统，按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析，填写完成该液压系统的工作循环表。

（注：

电气元件通电为“＋”，断电为“—”；顺序阀和节流阀工作为“＋”，非工作为“—”。

）

动作名称

电器元件

液压元件

1YA

2YA

顺序阀6

压力继电器7

节流阀5

快进

工进

保压

快退

停止

答：

动作

名称

电器元件

液压元件

1YA

2YA

顺序阀6

压力继电器7

节流阀5

快进

+

—

—

—

—

工进

+

—

+

—

—

保压

—

—

—

+

+

快退

—

+

—

—

—

停止

—

—

—

—

—

8、先导式溢流阀原理如图所示，回答下列问题：

（1）先导式溢流阀原理由哪两部分组成？

（2）何处为调压部分？

（3）阻尼孔的作用是什么？

（4）主阀弹簧为什么可较软？

解：

（1）先导阀、主阀。

（2）先导阀。

（3）制造压力差。

（4）只需克服主阀上下压力差作用在主阀上的力，不需太硬。

7、下图为两结构尺寸相同的液压缸，A1=100cm2，A2=80cm2，p1=0.9Mpa，q1=15L/min。

若不计摩擦损失和泄漏，试求：

（1）当两缸负载相同（F1=F2）时，两缸能承受的负载是多少？

（2）此时，两缸运动的速度各为多少？

解：

列方程：

联合求解得p2=0.5MPa，F1=F2=5000N

v1=q1/A1=0.025m/s；v2A1=v1A2，v2=0.020m/s

10、如图所示两个结构和尺寸均相同的液压缸相互串联，无杆腔面积A1=100cm2，有杆腔面积A2=80cm2，液压缸1输入压力P1=0.9Mpa，输入流量q1=12L/min，不计力损失和泄漏，试计算两缸负载相同时（F1=F2），负载和运动速度各为多少？

答：

以题意和图示得知：

P1·A1=F1+P2·A2

P2·A1=F2

因：

F1=F2所以有：

P1·A1=P2·A2+P2·A1

故：

P2=

=0.5（MPa）

F1=F2=P2·A1=0.5×100×10-4×106=5000（N）

V1=q1/A1=（10×10-3）/（100×10-4）=1.2（m/min）

q2=V1·A2

V2=q2/A1=V1·A2/A1=0.96（m/min）

因此，负载为5000（N）；缸1的运动速度1.2（m/min）；缸2的运动速度0.96（m/min）。

12、如图所示，两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，有效作用面积A1=100cm2，A2=80cm2，液压泵的流量qp=0.2*10-3m3/s，P1=0.9Mpa，负载F1=0，不计损失，求液压缸的负载F2及两活塞运动速度V1，V2。

解：

V1=q1/A1=0.2*10-3/100*10-4=0.02m/s

V2=q2/A2=0.02*80*10-4/100*10-4=0.16m/s

P2=F2/A1

P1A1=P2A2+F1

F1=0；P2=P1A1/A2=1.125MPa

F2=P2A1=112.5N

16、图示回路，溢流阀的调整压力为5MPa，减压阀的调整压力为1.5MPa，活塞运动时负载压力为1MPa，其它损失不计，试分析：

（1）活塞在运动期间A、B点的压力值。

（2）活塞碰到死挡铁后A、B点的压力值。

（3）活塞空载运动时A、B两点压力各为多少？

答：

（1）pA=1MPa；pB=1MPa

（2）pA=1.5MPa；pB=5MPa

（3）pA=0MPa；pB=0MPa

17、图示回路，溢流阀的调整压力为5MPa，顺序阀的调整压力为3MPa，问下列情况时A、B点的压力各为多少？

（1）液压缸运动时，负载压力pL=4MPa；

（2）pL=1MPa时；

（3）活塞运动到终点时。

答：

（1）pA=4MPa；pB=4MPa

（2）pA=1MPa；pB=3MPa

（3）pA=5MPa；pB=5MPa

液压传动具有以下优缺点。

 一、液压传动的优点 1） 液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比的突出优点。

 2） 液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调速。

 3） 在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。

液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。

 4） 液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。

而且由于其反应速度快，故可实现频繁换向。

 5） 操作简单，调整控制方便，易于实现自动化。

特别是和机、电联合使用时，能方便地实现复杂的自动工作循环。

 6） 液压系统便于实现过载保护，使用安全、可靠。

由于各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑，故元件的使用寿命长。

 7） 液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。

 二、液压传动的缺点 1） 油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性，故无法保证严格的传动比。

 2） 对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作。

 3） 能量损失（泄漏损失、溢流损失、节流损失、摩擦损失等）较大，传动效率较低，也不适宜作远距离传动。

 4） 系统出现故障时，不易查找原因。

 综上所述，液压传动的优点是主要的、突出的，它的缺点随着科学技术的发展会逐步克服的，液压传动技术的发展前景是非常广阔的。

何为液压冲击？

对液压系统有何危害？

（1） 在液压系统中，当管道中的阀门突然关闭或开启时，管内液体压力发

生急剧交替升降的液动过程称为液压冲击。

（2） 由于压力增长极快，足以使密封装置、管道或其他液压元件损坏，液

压冲击还会使工作机械引起震动，产生很大噪声，影响工作质量，有时，液压冲击是某些元件（如阀、压力继电器等），产生误动作，导致设备损坏。

单作用叶片泵特点：

改变定子和转子的偏心距可改变流量；输出流量是脉动的。

叶片数越多，流量脉动越小，有径向不平衡力；后倾，倾角为２４

（ｂ转子速度，ｅ偏心距，Ｄ定子内圆直径）

33、液压缸为什么要设置缓冲装置？

试说明缓冲装置的工作原理。

答：

（1）为了避免活塞运动到行程终点时撞击缸盖、产生噪音、影响活塞运动精度甚至损坏机件，常在液压缸两端设置缓冲装置。

（2）液压缸缓冲装置的工作原理是利用活塞或者缸筒在其行程接近终点时，在活塞与缸盖之间封闭一部分油液，强迫油液通过一小孔或细缝并挤出，产生很大的阻力，从而使运动部件受到制动逐渐减低速度，达到避免活塞与缸盖相互碰撞冲击的目的。

简述液控单向阀的工作原理。

答：

当控制口K处无压力油通入时，它的工作和普通单向阀一样，压力油只能从进油口p1，流向出油口p2,不能反向流动。

当控制口k处有压力油通入时，控制活塞1右侧a腔通泄油口，在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆2顶开阀芯，使油口p1和p2接通，油液就可以从p2口流向p1口。

简述直动式顺序阀的工作原理。

原理：

当进油压力P1较低时，阀芯在弹簧作用下处于下端位置，进油口出油口不相通，当作用在阀芯下端的油液的压力大于弹簧的预紧力时，阀芯向上移动，阀口打开，油液便经阀口从油口流出，从而操纵另一执行元件或其他动作元件。

试举例说明先导式溢流阀的工作原理。

溢流阀在液压系统中有何应用？

答：

先导型溢流阀由先导阀和主阀两部分组成。

先导阀是一个小规格的直动型溢流阀，主阀阀芯是一个具有锥形端部，中心开有阻尼小孔R的圆柱筒。

在先导型溢流阀中，先导阀控制和调节溢流压力，主阀的功能则在于溢流。

阀体上有一个远程控制油口，可实现溢流和远程控制。

溢流阀在液压系统中的应用：

（1）为定量泵系统溢流稳压；

（2）为变量泵系统提供过载保护；（3）实现液压泵卸荷；（4）远程及多级调压；（5）形成背压。

限压式变量叶片泵适用于什么场合?

有何优缺点?

答：

限压式变量叶片泵因为压力低时供油流量大，压力高时供油流量小，自动调节，故适用于执行元件工作循环为“快进－工进－快退”的液压系统。

其优缺点：

    1）其输出流量可随负载的变化而自动调节，因此能量消耗低；    2）系统采用变量泵可节省元件数量，讲话系统油路；    3）变量泵结构比较复杂、泄漏较大； 

   4）转子径向受力不平衡，影响寿命，噪声也较大。

结合图简述先导式减压阀的工作原理。

   P1为进油口，P2为出油口，液压油通过阻尼孔后作用在导阀上，当油液压力较低时，液压力不足以克服导阀右边弹簧的作用力，导阀关闭，主阀芯在弹簧的作用下处于最下端位置，阀的进、出油口相通，即阀时常开的。

   当进油口压力升高到作用在导阀上的液压力大于弹簧力时，导阀打开，压力油通过阻尼孔流回油箱，由于阻尼孔的作用，使主阀芯两侧产生压力差，当这个压力差作用在主阀芯上的力等于或超过主阀芯的弹簧力时，主阀芯向上移动，关小阀口，这是阀处于工作状态，若忽略其他阻力，则可认为出口压力基本维持在某一定值上，这时，如果出口压力减小，阀芯就下移，开大主阀口，出口压力回升到调定值。

试述先导式溢流阀的工作原理 

答：

当作用于先导锥阀芯上的液压力小于调压弹簧的 预紧力Fs时，先导锥阀芯在弹簧力作用下处于关闭状 态，主阀关闭。

当作用在先导锥阀芯上的液压力大于调压 弹簧的预紧力Fs时，锥阀芯打开，主阀开。

主阀上下 腔压力差形成的液压力小于主阀芯弹簧预紧力，主阀关， 反之主阀开。

试述调速阀的工作原理 

答：

调速阀是由定差减压阀和节流阀串联成的组合阀， 节流阀用来调节通过的流量，定差减压阀则自动补偿负载变换的影响，当负载变化时减压阀芯b腔液压作用力也增大，阀芯下移，减压口开度加大，减压作用减小，使pm有所增加，反之亦然。

试述先导式减压阀的工作原理 

答：

高压油从油口进入低压油从出油口引出。

当负载较小时，出油口压力p2小于调定压力时，先导阀的锥阀2关闭，主阀芯上下油压相等。

在弹簧力作用下滑阀控制口全开减压阀不起减压作用。

当负载增大出油口压力达到调定压力，主阀芯上端压力升高锥阀2打开减压阀利用自动调节液压缝隙h大小使出口压力p2保持基本不变。

试述直动式顺序阀的工作原理 

答：

压力油从进油口p1进入主阀下端，当系统压力不高时先导阀关闭主阀芯两端压力相等顺序阀进出油口关闭；当今油口压力达到调定压力时先导阀打开，主阀芯两端形成压力差使主阀芯抬起，进出油口打开。

．油箱的主要作用有哪些？

答：

油箱的主要功用是储油和散热，还有沉淀杂质和分离油液中空气的作用。

19、简单说明液压传动系统的组成。

答：

动力装置。

是把机械能转换为液体压力能的装置。

 执行元件。

是将液体的压力能转换为机械能的装置。

控制调节元件。

是指控制或调节系统压力、流量、方向的元件。

辅助元件。

是在系统中起散热、贮油、蓄能、连接、过滤、测压等等作用的元件。

 工作介质。

在系统中起传递运动、动力及信号的作用

23.液压系统的辅助装置有哪些？

蓄能器在液压系统中有何作用？

答：

液压系统中的辅助装置是指蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等。

蓄能器的功用主要是储存系统多余的压力能，并在要紧时释放出来。

在液压系统中蓄能器常用来：

（1） 作辅助动力源 

（2） 维持系统压力 （3） 作应急动力源 （4） 吸收液压冲击 

（5） 吸收脉动，降低噪声 

什么叫做差动液压缸？

差动液压缸在实际应用中有什么优点？

答：

差动液压缸是由单活塞杆液压缸将压力油同时供给单活塞杆液压缸左右两腔，使活塞运动速度提高。

差动液压缸在实际应用中可以实现差动快速运动，提高速度和效率。

27、什么是液体的粘性？

常用的粘度方法表示有哪几种？

如何定义？

答：

（1）液体在外力作用下流动时，分子内聚力的存在使其流动受到牵制，从而沿其界

面产生内摩擦力，这一特性称为液体的粘性。

（2）度量粘性大小的物理量称为粘度，常用的粘度有三种，即动力粘度、运动粘度、

相对粘度。

（3）动力粘度：

液体在以单位速度梯度流动时，单位面积上的内摩擦力，即：

。

（4）运动粘度：

液体动力粘度与其密度之比成为运动粘度，即：

。

（5）相对粘度：

依据特定测试条件而制定的粘度，故称为条件粘度。

31、齿轮泵的困油现象是怎么引起的，对其正常工作有何影响？

如何解决？

答：

（1）齿轮泵连续运转平稳供油的必要条件是齿轮啮合重叠系数ε应大于1。

（2）因此，在齿轮的啮合过程中，前一对啮合齿尚未脱开，后一对啮合齿已进入啮合，两对啮合齿同时啮合工作，使一部分油被困在两对啮合齿所形成的独立封闭腔内，此时，腔封闭又没有与吸油腔和压油腔连通，这是产生困油现象的主要原因。

（3）在齿轮旋转时，封闭油腔容积变化使油液压缩和膨胀的现象称为困油现象。

（4）容积变小被困油液受压产生很高的压力将油液从缝隙中挤出，以及油液发热等使泵内零件承受额外载荷而损坏。

（5）容积变大，在封闭油腔容积中形成局部真空产生气穴现象，使齿轮泵产生振动和噪音。

（6）消除困油现象的危害主要可采取的措施是：

在泵端盖上开设卸荷槽，当封闭油腔容积变小时，可通过卸荷槽与压油腔相通，避免产生过大的局部压力；而当封闭油腔容积增大时，通过另一卸荷槽与吸油腔相通，避免形成局部真空，从而消除困油现象带来的危害。

什么是液压系统的背压力？

现有单向阀、溢流阀、减压阀、调速阀、顺序阀等几种阀，选择出能做背压阀的阀。

答：

指运动流体在密闭容器中沿起路径（譬如管路或风通路）流动时，由于受到障碍物或急转弯道的阻碍而被施加的与运动方向相反的压力。

    单向阀、溢流阀、顺序阀 

．试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。

答：

相同点：

溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是由液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作；两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。

 差别：

1）溢流阀阀口常闭，进出油口不通；减压阀阀口常开，进出油口相通。

2）溢流阀为进口压力控制，阀口开启后保证进口压力稳定；减压阀为出口压力控制，阀口关小后保证出口压力稳定。

3）溢流阀出口接油箱，先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口；减压阀出口压力油去工作，压力不为零，先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油口引回油箱。

 限压式变量叶片泵有何特点，适用于什么场合？

怎样调节它的流量—压力特性？

 答：

优缺点：

1）限压式变量叶片泵根据负载大小，自动调节输出流量，因此功率损耗较小，可以减少油液发热。

2）液压系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从而简化了油路系统。

3）泵本身的结构复杂，泄漏量大，流量脉动较严重，致使执行元件的运动不

够平稳。

4）存在径向力不平衡问题，影响轴承的寿命，噪音也大。

主要用在机床液压系统中要求执行元件有快、慢速和保压阶段的场合。

限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线如图所示。

                                                                在泵的供油压力小于pc时，流量按AB段变化，泵只是有泄漏损失，当泵的供油压力大于pc时，泵的定子相对于转子的偏心距e减小，流量随压力的增加而急剧下降，按BC曲线变化。

由于限压式变量泵有上述压力流量特性，所以多应用于组合机床的进给系统，以实现快进→工进→快退等运动；限压式变量叶片泵也适用于定位、夹紧系统。

当快进和快退，需要较大的流量和较低的压力时，泵在AB段工作；当工作进给，需要较小的流量和较高的压力时，则泵在BC段工作。

在定位﹑夹紧系统中，当定位、夹紧部件的移动需要低压、大流量时，泵在AB段工作；夹紧结束后，仅需要维持较高的压力和较小的流量（补充泄漏量），则利用C点的特性。

总之，限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化（即外负载的大小），自动地调节流量，也就是压力高时，输出流量小；压力低时，输出流量大。

以上过程可以通过压力调节螺钉和流量调节螺钉来实现。

9. 试比较齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的技术性能、特点及应用范围。